[發明專利]一種基于背景和前景信息的彩色圖像顯著性檢測方法

有效

• 申請號: 201610654316.1
• 申請日: 2016-08-10
• 公開（公告）號: CN106327507B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 王正兵;徐貴力;程月華;朱春省;曾大為
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/194;G06K9/32;G06K9/62
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種基于背景和前景信息的彩色圖像顯著性檢測方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟一，圖像預處理：對輸入的彩色圖像進行過分割處理得到一系列超像素塊，將超像素塊作為最小處理單元；

步驟二，基于背景信息的顯著性檢測：選取背景種子，通過各超像素塊與背景種子之間特征對比獲得粗糙顯著度；基于背景種子的特征分布定義各超像素塊的背景權重，通過背景權重改善粗糙顯著度獲得基于背景信息的顯著度；

步驟三，基于前景信息的顯著性檢測：對上一步形成的基于背景信息的顯著圖進行分割，在所有分割結果中選取一個緊密的前景區域，提取前景區域特征，通過特征對比獲得基于前景信息的顯著度；

步驟四，顯著度的整合：整合前兩步獲得的基于背景和前景信息的顯著度獲得整合顯著度，并對整合顯著度進行平滑操作得到所有超像素塊優化后的顯著度；

在所述步驟二中，獲得基于背景信息的顯著度的具體過程為：

11)選取圖像邊框處的超像素塊作為背景種子，通過圖像中各超像素塊與背景種子進行特征對比獲得各超像素塊的粗糙顯著度；

12)對所選取的背景種子進行K均值聚類，根據每個聚類的空間分布確定各聚類屬于背景的概率，第k個聚類中背景種子的背景權重定義如下：

P_k＝1-exp(-α(L_s+L_o)),k＝1,2,…,K

其中，L_s為包含所有第k個聚類的最短超像素鏈的長度，L_o為該超像素鏈中屬于其他聚類的超像素塊的數量，參數α范圍為0.01～0.08，K為選取的聚類中心數；

13)對于圖像中其他超像素塊，首先，計算超像素塊與所有背景種子的測地距離，得到與該超像素塊測地距離最小的背景種子：

其中，BG為背景種子的集合，d_geo(s_i,s_j)為兩個超像素塊的測地距離；由上一步12)可知該背景種子的背景概率，記該背景種子的背景概率為此超像素塊與此背景種子的測地距離為則此超像素塊的背景權重為：

然后依次計算出各超像素塊的背景權重；

14)定義超像素塊的基于背景信息的顯著度為：

其中，為超像素塊s_i的基于背景信息的顯著度，為步驟11)中計算得到的超像素塊s_i的粗糙顯著度。

2.根據權利要求1所述的一種基于背景和前景信息的彩色圖像顯著性檢測方法，其特征是，在所述步驟一中，過分割處理采用SLIC超像素分割方法。

3.根據權利要求1所述的一種基于背景和前景信息的彩色圖像顯著性檢測方法，其特征是，參數α為0.05。

4.根據權利要求1所述的一種基于背景和前景信息的彩色圖像顯著性檢測方法，其特征是，在所述步驟三中，獲得基于前景信息的顯著度具體過程為：

21)利用parametric maxflow方法對上一步驟中獲得的基于背景的顯著圖進行分割，得到一系列緊密的前景區域，maxflow方法分割結果為：

其中，N為圖像中超像素個數，A_i為超像素塊s_i的面積，x_i∈{1,0}表示超像素塊s_i是否屬于前景區域，e_ij為相鄰超像素塊之間的相似度，x^f為得到的前景區域分割結果；

22)在所有分割結果中，依據以下公式選取值最優的分割結果作為前景區域：

其中，x^f為分割得到的多個分割結果，N為超像素塊的個數，為超像素塊s_i的基于背景的顯著度，V(x^f)為分割結果x^f的空間坐標方差；

23)提取選擇的前景區域特征，通過特征對比確定圖像中各超像素塊的基于前景的顯著度：

其中，FG為獲取的前景超像素塊的集合，d_c(s_i,s_j)和d_l(s_i,s_j)分別為超像素塊之間的顏色距離和空間距離。